CN201211842Y - 混合动力汽车 - Google Patents

Abstract

一种混合动力汽车，所述混合动力汽车包括一提供动力的内燃机，所述混合动力汽车还包括一个太阳能发电装置，一个震动发电装置，一个电源控制系统，一个自动控制系统，至少一个蓄电池，及一个通过所述蓄电池提供动力的电动机，所述电源控制系统将所述太阳能发电装置和震动发电装置所产生的电能整合输入到所述蓄电池并供应电能给所述电动机，所述电源控制系统将所述电动机在所述混合动力汽车滑行时所产生的电能整合输入到所述蓄电池，所述自动控制系统自动切换内燃机和电动机的动力。

Description

混合动力汽车

技术领域

本实用新型涉及一种混合动力汽车，尤其涉及一种节能环保型混合动力汽车。

背景技术

由于社会经济的发展，常见的能源日益枯竭，价格也大幅度上涨。如近期世界范围内的石油、煤炭等价格的飙升严重危害和制约了人类社会和经济的前进。利用燃烧传统的能源又会产生极大的环境污染，如汽车排放的尾气对环境和人类造成极大的危害。

当前汽车是人类不可缺少的交通工具之一，由于石油过量的开采使用导致能源渐渐减少，可预期不久将来会造成真正能源危机，汽车首当其冲，缺油的汽车寸步难行。目前很多发达国家投入巨资开发代替石油的能源，可是都不是一次能源，还是离不了能源去提炼或生产，充其量是二次能源，所产出的能源价格是目前石油的好几倍。此外，经医学专家报告，汽车所排放废气也是能导致人类很多病因的主要元凶。

发达国家已认识到新能源要到成熟期还需要一段时间。因此，现阶段为了节约能源和降低污染，高效节能环保的混合动力汽车就成为汽车行业的发展趋势。混合动力汽车的动力系统结构有串联、并联和混联三种基本形式，是采用传统的内燃机和电动机作为动力源，通过混合使用热能和电能两套系统驱动汽车。一般的混合动力汽车的性能胜过一般燃油汽车，可成为日后交通主流的车型，但其缺点就电池蓄电量，再大的电池容量，也会有放电耗尽的时候，蓄电池是电动汽车最大的致命伤，所以目前还不能完全取代燃油汽车，因为给电池充电时间的技术，目前还是停留在3—8小时的阶段。而且蓄电池的电能仅能靠普通的电力充电，没有充分利用太阳能等清洁能源。

因此，有必要提供一种节能环保型的混合动力汽车。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种节能环保型的混合动力汽车。

本实用新型的目的通过以下措施来达到：

一种混合动力汽车，所述混合动力汽车包括一提供动力的内燃机，所述混合动力汽车还包括一个太阳能发电装置，一个震动发电装置，一个电源控制系统，一个自动控制系统，至少一个蓄电池，及一个通过所述蓄电池提供动力的电动机，所述电源控制系统将所述太阳能发电装置和震动发电装置所产生的电能整合输入到所述蓄电池并供应电能给所述电动机，所述电源控制系统将所述电动机在所述混合动力汽车滑行时所产生的电能整合输入到所述蓄电池，所述自动控制系统自动切换内燃机和电动机的动力。

所述太阳能发电装置包括一块太阳能电池板，第一转向马达及第二转向马达，所述第一转向马达驱动所述太阳能电池板左右倾斜，所述第二转向马达驱动所述太阳能电池板前后倾斜。

所述混合动力汽车还设有一个设置在所述混合动力汽车顶部的太阳光线追踪器，所述太阳光线追踪器根据太阳光线的倾斜角度控制所述太阳能电池板从而使太阳光线垂直照射所述太阳能电池板。

所述太阳光线追踪器包括一个设置在上部的阳光聚焦透镜、一个设置在左边的阳光聚焦透镜、一个设置在右边的阳光聚焦透镜及三个分别与这些阳光聚焦透镜对应的光敏传感晶片，所述该光敏传感晶片将光线强度信号传到所述自动控制系统，所述自动控制系统控制并驱动所述第一转向马达和第二转向马达。

所述震动发电装置包括一活动震动杆，一块与所述活动震动杆相连接的磁铁组，一对相向设置的线圈组，当所述混合动力汽车行驶在不平路面造成震动时，所述活动震动杆带动磁铁组上下抽动从而产生电流。

所述混合动力汽车具有车架和车轮轴，所述活动震动杆的两端分别装在所述车架和车轮轴上。

所述混合动力汽车上还设有与所述自动控制系统电连接的路况坡度传感器，所述该路况坡度传感器包括一个垂直摆动锤、一个齿轮组、一个转动磁铁及一个磁敏电阻，所述垂直摆动锤可以向前向后摆动通过齿轮组驱动所述转动磁铁从而使所述磁敏电阻产生数值变化信号传至所述自动控制系统，所述自动控制系统立即会接通蓄电池所述混合动力汽车提供动力。

所述电动机为轮壳式直流电动机。

相对于现有技术，本实用新型混合动力汽车具有所设特殊三种设备收集自然能量转换电能，即：第一种是太阳能电池板发电、第二种震动发电机发电、第三种是滑行发电。此三种方式取得自然能源，不需额外动力来换取能源，在不影响行车动能的情况下，源源不断地随时自给充电，使得混合动力汽车能长久行驶，节省大量燃油并且排放废气较少，此外，如遇阴天或上坡路段或电力不足，自动控制系统会立即启动内燃机作为动力切换，以弥补电力不足，以保证行车安全。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本实用新型混合动力汽车的右视图。

图2是本实用新型混合动力汽车的太阳光线追踪器的右视图。

图3是本实用新型混合动力汽车的太阳光线追踪器的俯视图。

图4是本实用新型混合动力汽车的立体示意图。

图5是本实用新型混合动力汽车的太阳能电池板立体示意图。

图6是本实用新型混合动力汽车的后视图。

图7是本实用新型混合动力汽车的另一后视图。

图8是本实用新型混合动力汽车的仰视图。

图9是本实用新型混合动力汽车的震动发电机立体示意图。

图10是本实用新型混合动力汽车的震动发电机内部结构示意图。

图11是本实用新型混合动力汽车的震动发电机的分解图。

图12是本实用新型混合动力汽车的震动发电机装设在前车轮轴和车架上的示意图。

图13是本实用新型混合动力汽车的震动发电机装设在后车轮轴和车架上的示意图。

图14是本实用新型混合动力汽车的路况坡度传感器分解图。

图15是本实用新型混合动力汽车的自动控制流程图。

具体实施方式

本实用新型混合动力汽车是依靠电动机和内燃机共同为混合动力汽车提供动力。该混合动力汽车的电动机的电力来源是依靠三种特殊设备收集自然能量转换成电能。这三种自然能源取得过程是：第一种是依靠太阳能电池板取得电能；第二种依靠震动发电机取得电能；第三种是滑行发电法取得电能。以下对本实用新型混合动力汽车的电能取得作详细说明。

请参考图1，是本实用新型混合动力汽车10包括设置在混合动力汽车10顶部的太阳能电池板101和一个太阳光线追踪器130。该太阳光线追踪器130根据太阳光线的倾斜角度控制太阳能电池板101从而使得太阳光线垂直照射太阳能电池板101。转向马达1012驱动该太阳能电池板101以使该太阳能电池板101左右作45度范围内的倾斜角度变化，转向马达1013驱动该太阳能电池板101以使该太阳能电池板101前后作45度范围内的倾斜角度变化从而获得太阳光最强的照射能量。该混合动力汽车10的车头内装有一部内燃机103，该内燃机103与混合动力汽车10内部的电动机180(见图8)共同作为该混合动力汽车10的动力来源。

请参考图2和图3，该太阳光线追踪器130包括一个设置在上部的阳光聚焦透镜131、一个设置在左边的阳光聚焦透镜133、一个设置在右边的阳光聚焦透镜135及三个分别与这些阳光聚焦透镜131、133、135对应的光敏传感晶片132、134、136。光敏传感晶片132、134、136上均具有多圈分格138以便接受光线照射分解光线角度。由于阳光的强度随着时间变化而变化，其光线照射角度也跟着变化，经阳光聚焦透镜131、133、135聚焦后所照射在光敏传感晶片的多圈分格138位置会根据路况变化而变化，该光敏传感晶片132、134、136的电荷也会随之变化从而形成一变化信号传到设置在该混合动力汽车10内部的自动控制系统(未显示)。该自动控制系统控制并驱动转向马达1012、1013，从而驱动该太阳能电池板101倾斜。如图3所示，该阳光聚焦透镜131的功能是在于追踪基本垂直于该阳光聚焦透镜131的太阳光线。当太阳光线经该透镜131聚焦后成一直线照射到光敏传感晶片132上的多圈分格138，就会产生各区晶片电阻不同，太阳光线角度的变化导致该光敏传感晶片132产生阻抗变化，将阻抗变化数值转换成数字信号传至该自动控制系统，该自动控制系统控制驱动该转向马达1012、1013，从而驱动该太阳能电池板101以使该太阳能电池板101前后左右作45度角范围内的倾斜角度变化，以获得太阳光最强的照射能量。

请参考图4与图5，该混合动力汽车10还进一步包括一个固定其顶部的透明塑料罩113用以将太阳能电池板101罩住，从而防止其损坏。太阳能电池板101通过第一层固定板150是固定在车顶上。该第一层固定板150通过多个螺丝固定在车顶上。转向马达1013的上方设置有第二层固定板151，该第二层固定板151一侧边缘设置有转向马达1012。太阳能电池板101设置在该转向马达1012上。

请参考图6与图7，图6是太阳能电池板101向右倾斜的示意图。图7是太阳能电池板101向左倾斜的示意图。

请参考图8，图8是本实用新型混合动力汽车10的底盘的仰视图。内燃机103的附近装设有蓄电池110。两对震动发电机150分别装设在车架168(见图12)和车轮轴140之间且分别靠近该混合动力汽车10的车轮附近。方向盘116控制混合动力汽车10的前轮的方向。该方向盘116靠近司机座位118。该混合动力汽车101的后轮装设有轮壳式直流电动机180。底盘大梁117承载该车架168。

请参考图9、图10及图11，图9是本实用新型混合动力汽车10上的震动发电机150的立体示意图。活动震动杆152的两端分别装在车架168和车轮轴140上，当车轮在路上行走由于路面不平造成震动，由活动震动杆152带动磁铁组163上下抽动，造成磁场切割经线圈组162产生电流，该电流流入一电源控制系统，作充电之用。图10是震动发电机内部结构立体示意图。震动发电机150的线圈组162的上下固定板155和线圈组固定板157将该线圈组162固定于其之间。震动杆152上设有弹簧156防止该磁铁组163和上下固定板155冲击该车架168和车轮轴140。该震动发电机150的磁铁组163的下固定板155上还设有滑道油封159。图11是震动发电机150的分解图。

请参考图12，该设置在前轮的震动发电机150固定地设置在车架168和该车轮轴140上。混合动力汽车10还包括前轮悬浮活动轴170，方向盘驱动机构171，以及前轮十字转向器172。请参考图13，该设置在后轮的震动发电机150固定地设置在车架168和该车轮轴140上。该混合动力汽车10还包括后轮悬浮活动轴186。

请参考图14，该混合动力汽车10上还设有与自动控制系统电连接的路况坡度传感器19。该路况坡度传感器19包括传感器的外壳191、一个垂直摆动锤192、齿轮组193、半圆形转动磁铁195及一个磁敏电阻196。该垂直摆动锤192可以向前向后摆动通过齿轮组193驱动设置在其中一个齿轮上的半圆形转动磁铁195，使磁敏电阻196产生数值变化。该磁敏电阻196的信号线连接到该自动控制系统上。一般情况下，在市区行车高坡度比较少，当遇到坡度达到15°度时，路况坡度传感器19立即在垂直摆动锤192向后移动，在齿轮组193传动之后从而驱动半圆形转动磁铁195在磁敏电阻196磁场移位即会产生电阻系数变化，从而将变化信号传至自动控制系统，该自动控制系统立即会接通另一组备用电池串联提高一倍电压经自动控制系统作动力补强作用使设在后轮轮壳式马达提高电动势以应付路况小坡度的行进。如果坡度达到20度，该自动控制系统会瞬间起动所设的内燃机103在一分钟内切断电力推进并改用内燃机动力，以达到上坡安全行车。

图15是本实用新型混合动力汽车10自动控制电路流程图。该混合动力汽车10是在自动控制下发挥整个电机系统的功能。其重要分为三大部分：第一部分为电源控制系统；第二部分为电动机动力自动控制；第三部分为太阳能电池板自动控制。该电源控制系统包括以下几种功能：1.三种电力合并整合输出；2.两组蓄电池交换充放电；3.自动启动电源及关闭电源。该自动控制系统包括以下功能：1.控制太阳光线追踪器；2.动力不足自动切换启动内燃机加强动力；3.负载感知警示及自动启动内燃机；4.自动控制路况坡度传感器。

该电源控制系统的详细描述如下：在三种电源所取得来源非常不易又不稳。第一种能源是靠太阳能，在自然界天气变化，是人类无法改变的，由其装在车上在行车中是在不能限定太阳光照角度的，唯一能改变光照角度的方法是在太阳能电池板利用自动控制跟随太阳光线照射角度移动，这样才能比一般固定角度太阳能电池板多取40％的能量。第二种能源取得是靠装设在车轮轴上的震动发电机，目前市区路面非常平坦，获得车轮超强度跳动是比较困难的，但是不管有多么平坦的马路，还是有一定的正常跳动。根据长期测试，一般马路上下跳动幅度平均值在5-10mm左右，这是震动发电机最低的跳动值，因此发电环境已经达到物理的极限，其能源取得非常不易。第三种能源取得是滑行发电法，据统计，一般市区行走车辆滑行几率达到15％以上几率，一般燃油车在道路上滑行，是无法取得能量回馈，靠永磁电机动力却能在滑行中取得本来功率的35％左右的回馈电能。以上所述是在这样的环境下取得有限能源，需要该电源控制系统妥善利用电能，该电源控制系统能将三种不稳定电源作整流，稳压。然后充电入两组蓄电池，一组主力蓄电池，另一组是备用蓄电池。两组蓄电池交替使用，当遇到上坡路段该自动控制系统瞬间转接串联备用电池加强动力，以便应付上坡路面，当坡度超出20度且坡段长30米时，该自动控制系统通过路况坡度传感器的信号传达，该自动控制系统立即启动所备的内燃机，同时也关闭电动机的电源，与此同时车在行进中，电动机也转变成发电机向蓄电池充电。

太阳能电池板的发电方法描述如下：通过太阳光线追踪器130可以控制太阳光线照射角度。由此能取得最大的太阳能量，由于车行四方，要取得阳光最好的照射角度，如果缺乏以上设备是无法取得最大的发电量。由于采用了太阳光线追踪器130，该混合动力汽车10的太阳能电池板101能突破以上所限，取得比一般太阳能板多出40％以上能源。

震动发电机发电方法描述如下：一般马路车轮行进中多会跳动，其原因是路面不平，最好的路面也无法像镜面的平整，因此汽车多要设避震器来抵消震动。该震动发电机装设在车轮轴上，可以当避震器来使用，不但可避震效果，又可以发电，一举两得。该混合动力汽车10方便在市区短程运输，能提供大众一种节能，环保实用交通工具。

滑行发电法描述如下：据专家考证，一般车辆在市区路上正常行驶，有5％～15％在路上滑行，例如礼让行人、会车、坡度等，都是处于滑行状态或刹车，尤其是下坡一般都会利用引擎来补助刹车，以免长时间的刹车烧毁刹车皮，由于车辆滑行不需动力，如燃油车结构是无法取得功率回馈，但是该混合动力汽车经自动控制系统能利用车体滑行，经车辆带动永磁电动机，转换成发电机，虽然处在断断续续的回馈电力不多，可是一天几个小时的行车，可以回收不少电能。

该混合动力汽车具有所设特殊三种设备收集自然能量转换电能，其三种自然能源取得是通过以下方式进行的：第一种是太阳能电池板发电、第二种震动发电机发电、第三种是滑行发电。此三种方式取得自然能源，不需额外动力来换取能源，在不影响行车动能的情况下，源源不断地随时自给充电，使得混合动力汽车能长久行驶，节省大量燃油并且排放废气较少。如遇阴天或上坡路段或电力不足，自动控制系统会立即启动内燃机作为动力切换，以弥补电力不足，以保证行车安全。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种混合动力汽车，所述混合动力汽车包括一提供动力的内燃机，其特征在于：所述混合动力汽车还包括一个太阳能发电装置，一个震动发电装置，一个电源控制系统，一个自动控制系统，至少一个蓄电池，及一个通过所述蓄电池提供动力的电动机，所述电源控制系统将所述太阳能发电装置和震动发电装置所产生的电能整合输入到所述蓄电池并供应电能给所述电动机，所述电源控制系统将所述电动机在所述混合动力汽车滑行时所产生的电能整合输入到所述蓄电池，所述自动控制系统自动切换内燃机和电动机的动力。

2.如权利要求1所述的混合动力汽车，其特征在于：所述太阳能发电装置包括一块太阳能电池板，第一转向马达及第二转向马达，所述第一转向马达驱动所述太阳能电池板左右倾斜，所述第二转向马达驱动所述太阳能电池板前后倾斜。

3.如权利要求2所述的混合动力汽车，其特征在于：所述混合动力汽车还设有一个设置在所述混合动力汽车顶部的太阳光线追踪器，所述太阳光线追踪器根据太阳光线的倾斜角度控制所述太阳能电池板从而使太阳光线垂直照射所述太阳能电池板。

4.如权利要求3所述的混合动力汽车，其特征在于：所述太阳光线追踪器包括一个设置在上部的阳光聚焦透镜、一个设置在左边的阳光聚焦透镜、一个设置在右边的阳光聚焦透镜及三个分别与这些阳光聚焦透镜对应的光敏传感晶片，所述该光敏传感晶片将光线强度信号传到所述自动控制系统，所述自动控制系统控制并驱动所述第一转向马达和第二转向马达。

5.如权利要求1所述的混合动力汽车，其特征在于：所述震动发电装置包括一活动震动杆，一块与所述活动震动杆相连接的磁铁组，一对相向设置的线圈组，当所述混合动力汽车行驶在不平路面造成震动时，所述活动震动杆带动磁铁组上下抽动从而产生电流。

6.如权利要求5所述的混合动力汽车，其特征在于：所述混合动力汽车具有车架和车轮轴，所述活动震动杆的两端分别装在所述车架和车轮轴上。

7.如权利要求1所述的混合动力汽车，其特征在于：所述混合动力汽车上还设有与所述自动控制系统电连接的路况坡度传感器，所述该路况坡度传感器包括一个垂直摆动锤、一个齿轮组、一个转动磁铁及一个磁敏电阻，所述垂直摆动锤可以向前向后摆动通过齿轮组驱动所述转动磁铁从而使所述磁敏电阻产生数值变化信号传至所述自动控制系统，所述自动控制系统立即会接通蓄电池所述混合动力汽车提供动力。

8.如权利要求1所述的混合动力汽车，其特征在于：所述电动机为轮壳式直流电动机。

9.如权利要求1所述的混合动力汽车，其特征在于：所述轮壳式直流电动机设置在所述混合动力汽车的后端。

10.如权利要求1所述的混合动力汽车，其特征在于：所述混合动力汽车还进一步包括一个固定其顶部的透明塑料罩用以罩住所述太阳能电池板。

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